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关于薛定谔猫概念的一些问题

已有 1797 次阅读 2018-11-2 11:12 |个人分类:量子力学|系统分类:科研笔记| 量子力学, 薛定谔猫

 

1、薛定谔猫态是薛定谔提出来支持量子力学叠加态概念的吗?

答:不是。薛定谔猫态是薛定谔提出来批评量子力学的态叠加和测量坍缩概念的一个思想实验。他认为猫的死活叠加态是一个荒谬的概念。

 

2、薛定谔提出这一概念起因是什么?

答:在著名的EPR争论中,也就是爱因斯坦玻尔关于量子力学完备性的争论中,薛定谔是站在爱因斯坦一边的,认为叠加态的瞬时超距作用荒谬。薛定谔猫是对叠加态瞬时坍缩概念的另一次归谬。他还提出了一桶处于爆炸与不爆炸火药叠加态的类似概念。正是在这次争论中,薛定谔创造了“纠缠”(德文)这一个词。

 

3、薛定谔猫态已经在实验上得到证明了吗?

答:已经有一些实验宣称实现了薛定谔猫态,即让一些实物粒子同时出现在不同的地方。但这些实验仍然可以有别的解读,比如波姆的导航波解释和油滴实验解释。

 

4、盒子打开之前猫处于叠加态是什么意思?

答:支持宏观叠加态概念的人认为,盒子打开之前无法测量,所以猫保持在死活叠加态上。盒子打开之前不可测量,是一个很弱的假设,不能成立。不打开盒子也有很多办法知道里面的猫是死是活。原因就是猫是一个宏观物体,实验室环境下的宏观物体总是可以测量。比如我们可以把盒子吊在绳子上,看它会不会自己动,可以用听诊器听里面有没有声音,可以用X射线观察,可以把它放在一个绝热环境中,看它有没有猫新陈代谢释放的热量,等等。

 

5、那么薛定谔猫态究竟是一个合法的概念还是荒谬的概念?

答:是一个荒谬的概念。量子现象和宏观现象是两个对立的领域,宏观态的量子叠加本来就是一个不存在的概念。量子有不确定原理,但宏观物质总可以测量。如果说我们上一问说的测量都是有效测量,那么猫就一直在接受测量,宏观叠加态和瞬时坍缩仍然不成立。

 

6、为什么有的科普文章认为薛定谔猫概念是合法的,并且是量子力学的精髓之一?

回答:作者没有搞清宏观与量子的差别。

 

7、有更多的证据吗?

最近一篇论文论证了薛定谔猫宏观叠加态的概念是不自洽的,结论是量子定律不能外推到宏观现象:

https://www.nature.com/articles/s41467-018-05739-8


知乎网友莉莉安提出一个有意思的思路:为什么不 在里面放一个摄像机呢?就像现在有些坏人做了坏事不承认,但是在录像面前没话可说一样。这叫延迟测量。没有摄像头的时代,很多坏人因此逃脱了惩罚。按照一些人的思路,打开盒子之前猫处于宏观量子叠加态,因为没有人能看到录像。但是打开盒子后,我们可以看到所谓的死活宏观叠加态就是一个普通的过程,没有什么态坍缩。

如果认为猫处于死活叠加态,录像机也处于录到死和活的叠加态,打开盒子的时候,看到猫了,所以猫坍缩了。我们马上知道录像应该处于什么态了,但是还没有看,也就是没有测量,录像的态怎么会坍缩呢?不符合测量引起坍缩的原则。然后再假定猫与录像处于纠缠态,打开盒子一起坍缩。但是如果你可以假定猫和录像机纠缠,我为什么不可以假定猫和外面任何一个死活标志器纠缠呢?大家比假定呗。至于为什么猫和摄像机能够“量子纠缠”起来,只能凭支持者的一句话了。

所以科学要实证。不能用无法判别的假定互相否定。

不测量,就不知道,测量就变了,所以宏观叠加态不可测量,不可知。这一概念违背科学的基本精神,因为科学是实证的。这样的理论只能算哲学,连科学理论都算不上。




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